半導(dǎo)體是一種介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，它具有導(dǎo)電性可控的特點(diǎn)。當(dāng)半導(dǎo)體受外界光和熱的刺激時(shí)，其導(dǎo)電能力將會(huì)有顯著變化，在純凈半導(dǎo)體中加入微量雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力會(huì)急劇增強(qiáng)。自科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)硫化銀以來，半導(dǎo)體材料硅、鍺、硼、銻、碳化硅和氮化鎵等相繼被發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用。

　　我們生活的方方面面都離不開半導(dǎo)體技術(shù)，電器、燈光、手機(jī)、電腦、電子設(shè)備等都需要半導(dǎo)體材料制造，碳化硅（SIC）與氮化鎵（GaN）屬于第三代半導(dǎo)體材料，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

　　碳化硅與氮化鎵的優(yōu)點(diǎn)與不足

　　碳化硅與氮化鎵均屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，它們具有禁帶寬度大、電子漂移飽和速度高、介電常數(shù)小、導(dǎo)電性能好的特點(diǎn)。隨著市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體器件微型化、導(dǎo)熱性的高要求，這類材料的市場(chǎng)需求暴漲，適用于制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成的電子器件。

　　碳化硅又叫金剛砂，是用石英砂、石油焦、木屑等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物——莫桑石，在當(dāng)代C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的一種。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體。

　　氮化鎵是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙的半導(dǎo)體，該化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管，可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器的條件下，產(chǎn)生紫光激光。

　　碳化硅與氮化鎵的應(yīng)用領(lǐng)域和難點(diǎn)

　　碳化硅是當(dāng)前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料，世界各國對(duì)碳化硅的研究很重視，美歐日等不僅從國家層面上制定了相應(yīng)的研究規(guī)劃，碳化硅材料可應(yīng)用于功能陶瓷、耐火材料、冶金原料等應(yīng)用領(lǐng)域。

　　碳化硅器件的發(fā)展難題不是設(shè)計(jì)難題，而是實(shí)現(xiàn)芯片結(jié)構(gòu)的制作工藝，如碳化硅晶片的微管缺陷密度、外延工藝效率低、摻雜工藝的特殊要求、配套材料的耐溫等。

　　氮化鎵是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料，在光電子、激光器、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。

　　氮化鎵材料的發(fā)展難題一是如何獲得高質(zhì)量、大尺寸的GaN籽晶，因?yàn)橹苯硬捎冒睙岱椒ㄅ嘤粋€(gè)兩英寸的籽晶需要幾年時(shí)間，二是氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全形成。

　　總結(jié)：隨著國家對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的重視，近年來，我國半導(dǎo)體材料市場(chǎng)發(fā)展迅速。其中以碳化硅與氮化鎵為主的材料備受關(guān)注。盡管如此，但產(chǎn)業(yè)難題仍待解決，如我國材料的制造工藝和質(zhì)量并未達(dá)到世界頂級(jí)，材料制造設(shè)備依賴于進(jìn)口嚴(yán)重，碳化硅與氮化鎵材料和器件方面產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成等，這些問題需逐步解決，方可讓國產(chǎn)半導(dǎo)體材料屹立于世界頂尖行列。